技术摘要：
本发明公开了一种基于5G技术的智慧路灯，涉及智慧城市基础设施领域。灯杆上固定设置有智慧网关单元，智慧网关单元包括核心处理模块，核心处理模块分别与5G通信模块、智慧路灯控制模块、电源模块电连接。核心处理模块是智慧网关单元的数据处理中心，负责智慧网关单元的  全部
背景技术：
在智慧城市领域建设中，路灯灯杆作为城市照明载体，是城市建设设施中数量最 多、密度最大的基础设施。如果通过对路灯灯杆进行升级改造，升级成为一种集灯控、网络、 服务于一体的智慧灯杆，使路灯在完成基本照明功能的同时承担其他公共服务功能，为城 市管理、公共安全、信息采集、无线城市等诸多领域提供新型设施和便利条件。 随着我国从“移动互联”向“万物互联”新时代转型，尤其是车联网、人工智能等新 兴产业的崛起，未来对5G网络的性能提出了更高要求。5G网络基础设施的部署将成为构建 城市核心竞争力、抢占未来新型产业高地的重要基础，是建设新型智慧城市的必备条件。 而随着我国移动通信网络规模不断扩大，传统基站建设暴露出重复建设、资源浪 费、运营成本高等诸多问题，加上人们对健康环保、市容风貌方面的要求越来越高，传统建 设模式更带来了较多的社会负面效应。因此，移动通信基站建设朝着集约化和景观化方向 发展已成必然趋势。 我国智慧城市发展方兴未艾，以“集约”、“便捷”、“和谐”为理念，研究更加开放的、 与智慧城市基础设施融合的5G建设模式，成为当前热点课题。其中，智慧灯杆与5G基站结合 是最佳的突破口。 对于未来5G网络架构，业界已形成共识——必然是异构多层网络，超密集组网 （UDN）将成为5G组网趋势，其本质是通过单位面积内部署微基站密度的量变，实现频率复用 效率的成倍提升，进而满足5G千倍容量增长的需求。因此，5G微基站的应用将更普遍，数量 预计将达4G网络的十倍以上。这是5G网络部署的巨大挑战。 综观全球，在智慧城市规划建设中，智慧灯杆因具备通电、联网、广布的优势，成为 物联网在城市中的重点应用领域，且在满足应用功能的同时，注重外型的美观性。这些特点 恰与5G微站建设配套需求不谋而合。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明之一提供了一种基于5G技术的智慧路灯，包括灯杆，所述 灯杆上固定设置有智慧网关单元、5G微基站单元、照明单元； 所述智慧网关单元包括核心处理模块，所述核心处理模块分别与5G通信模块、智慧路 灯控制模块、电源模块电连接； 所述核心处理模块是智慧网关单元的数据处理中心，负责智慧网关单元的数据汇聚、 处理、计算、分析； 所述5G通信模块负责智慧网关单元的数据通信处理，其采用5G调制解调器，符合3GPP  R15规范，能够支持5G独立组网和非独立组网运行模式； 5 CN 111615241 A 说　明　书 2/10 页 所述5G微基站单元与所述5G通信模块电连接，用于数据传输及联网； 所述照明单元与所述智慧路灯控制模块电连接，用于道路照明； 所述智慧路灯控制模块用于照明单元的控制、分析、检测。 优选地，所述照明单元采用LED方式照明； 所述智慧路灯控制模块内置内嵌0-10V  PWM智能调光模块，能够对照明单元根据时间 段和照度检测实现光亮度调节，实现二次节能，并具有遥控、遥测、遥信、遥调以及防盗的功 能。 优选地，所述智慧路灯控制模块包括MCU处理器，所述MCU处理器分别与灯具AC控 制输出单元、灯具调光输出单元、过零检测单元、电量检测单元、照度检测单元、故障检测模 块、AC/DC变换单元电连接；所述灯具AC控制输出单元、灯具调光输出单元、AC/DC变换单元 分别与电磁监测单元电连接，所述电磁监测单元与所述照明单元电连接； 所述MCU处理器采用STM32F103嵌入式微处理器，负责智慧路灯控制模块的数据处理、 分析、控制、监控； 所述灯具AC控制输出单元采用光耦隔离控制继电器的导通，接收MCU处理器指令，控制 光耦的导通或截止，从而实现灯具交流AC信号的输出控制； 所述灯具调光输出单元采用PWM调光输出模式，接收MCU处理器输出的0-3.3V调光信 号，经运算放大器LM358调整到0-10V  PWM输出，与灯具AC控制输出单元一起控制照明单元 灯具的亮灭及亮度调整； 所述过零检测单元采用光耦一体化过零检测单元，将过零检测单元信号送入MCU处理 器，用于控制灯具AC控制输出； 所述电量检测单元采用高精度单相多功能计量芯片，芯片内置A/D转换，用于计算所述 照明单元消耗的电能及节能情况； 所述照度检测采用光照传感器进行对光进行检测以便实现光照控制； 所述故障检测模块用于检测照明单元是否正常工作、工作时长统计及相关故障分析； 所述电磁监测单元采用多级防雷设计，采用压敏电阻、气体放电管、TVS管、高压瓷片电 容、安规电容、复合对称防雷保护等进行雷击浪涌设计，达到抗浪涌6KV-8KV等级。 优选地，还包括信息广告单元； 所述智慧网关单元还包括信息发布模块； 所述信息广告单元采用高亮度户外全彩LED显示屏，净显面积为1平方，去玻化的设计， 可视角度可达120度；该信息广告单元与所述信息发布模块连接，通过与管理中心通信，能 够实现广告播放、时政新闻、信息发布。 优选地，还包括RFID感知单元； 所述智慧网关单元还包括RFID模块； 所述RFID感知单元与所述RFID模块连接，所述RFID感知单元能够与车辆ETC标签、配有 RFID的市政设备配备相互通讯，实现感知信息的实时分析、处理、发布。 优选地，还包括传感器单元； 所述智慧网关单元还包括环境监测模块； 所述传感器单元与所述环境监测模块连接；所述传感器单元包括能够检测环境PM2.5、 CO2及其他气体、温湿度、大气浓度、雨量、风速、噪声、水浸的传感器，用于对环境进行监测。 6 CN 111615241 A 说　明　书 3/10 页 优选地，还包括安防监控单元； 所述智慧网关单元还包括安防监控模块； 所述安防监控单元与所述安防监控模块连接，能实现安防、视频监控、人流统计、行为 分析，并通过5G微基站单元将实时数据传输到管理中心。 优选地，还包括无线网络单元； 所述智慧网关单元还包括无线网络模块； 所述无线网络单元与所述无线网络模块连接，能够实现灯杆周围环境无线信号全覆 盖，满足智慧城市移动应用的需要，并通过5G微基站单元将实时数据传输到管理中心。 优选地，还包括应急单元； 所述智慧网关单元还包括应急管理模块； 所述应急单元与所述应急管理模块连接，用于实现电动汽车、电单车、手机临时充电应 急应用管理。 为便于控制和实现其功能，本发明之二提供了一种基于5G技术的智慧路灯的控制 方法，包括以下步骤： S1、系统开始，装置初始化； S2、智慧网关单元的核心处理模块通过5G通信模块与5G微基站单元连接，实现与管理 中心的数据通信。 S3、智慧网关单元与管理中心通信，实现路灯监控管理，智慧网关单元的核心处理 模块通过5G通信模块接收管理中心的指令，与智慧路灯控制模块进行数据通信，结合智慧 路灯控制模块的照度检测，智能输出AC交流电和0-10V  PWM调光信号，用于控制照明单元的 开启、亮度调节、电量监测、故障检测等，从而实现照明单元的智慧控制、分析、处理、监控管 理； S4、智慧网关单元与管理中心通信，实现信息发布管理，智慧网关单元的核心处理模块 通过5G通信模块接收管理中心的指令，与信息发布模块进行数据通信，信息发布模块连接 信息广告单元，实现信息发布。 S5、智慧网关单元与管理中心通信，实现车流量监控管理，智慧网关单元的核心处 理模块通过5G通信模块接收管理中心的指令，与RFID模块进行数据通信，RFID模块通过实 时扫描识别相关车辆标签，并将相关处理信息发到管理中心，实现感知信息的实时分析、处 理、发布，同时可将相关信息在信息广告单元上进行发布。 S6、智慧网关单元与管理中心通信，实现环境参数监控管理，智慧网关单元的核心 处理模块通过5G通信模块接收管理中心的指令，与环境监测模块进行数据通信，环境监测 模块实时获取PM2.5、CO2及其他气体、温湿度、大气浓度、噪声等传感器相关数据，并将相关 数据上传到管理中心，实现智慧灯杆装置周围环境参数监控管理。 S7、智慧网关单元与管理中心通信，实现内涝监控管理，智慧网关单元的核心处理 模块通过5G通信模块接收管理中心的指令，与城市内涝监控模块进行数据通信，城市内涝 监控模块实时获取雨量、风速、水浸等传感数据，并将相关数据上传到管理中心，实现智慧 灯杆装置周围城市内涝监控和环境气象监控管理。 S8、智慧网关单元与管理中心通信，实现安防监控管理，智慧网关单元的核心处理 模块通过5G通信模块接收管理中心的指令，与安防监控模块进行数据通信，安防监控模块 7 CN 111615241 A 说　明　书 4/10 页 实时获取监控数据，并将相关数据上传到管理中心，实现智慧灯杆装置周围安防监控管理。 S9、智慧网关单元与管理中心通信，实现无线信号覆盖控制管理，智慧网关单元的 核心处理模块通过5G通信模块接收管理中心的指令，与无线网络模块进行数据通信，无线 网络模块接收核心处理器模块指令，实现无线信号覆盖控制、用户数据分析等  ，同时上传 相关信息给核心处理模块，核心处理模块将相关信息上传管理中心，实现智慧灯杆装置无 线网络覆盖的智慧管理。 S10、智慧网关单元与管理中心通信，实现应急应用管理，智慧网关单元的核心处 理模块通过5G通信模块接收管理中心的指令，与应急管理模块进行数据通信，用户扫应急 管理二维码，应急管理模块将相关信息上传给核心处理模块，接收核心处理模块下发相关 应用信息，应急管理模块接收信息，开通相关充电接口，用户即可使用，同时应急管理模块 对用户使用信息进行管理，同时将相关信息上传给核心处理模块，核心处理模块将相关信 息上传管理中心，实现智慧灯杆装置应急应用管理。 S11、整个工作周期结束，智慧网关单元与管理中心实时保持通信，重复第3步，周 期性地工作，实现智慧灯杆装置的相关应用管理。 本发明设计合理，结构巧妙，稳定性好，操作方便，体积小，重量轻，便于组装和检 修，其利用路灯灯杆解决了5G微基站的建设模式，同时利用5G通信技术实现了智慧灯杆的 通信需求，在智慧城市整体规划时，智慧灯杆与5G同步规划、同步设计、同步实施，将完美解 决5G建设的难题，大幅降低城市建设成本，提升城市运维效率，为推进智慧城市建设提供良 好的基础。 附图说明 图1是本发明提供的实施例系统框图； 图2是本发明提供的实施例中智慧网关单元结构框图； 图3是本发明提供的实施例中智慧路灯控制模块结构框图； 图4是本发明提供的实施例中灯具调光输出单元的电路结构图； 图5是本发明提供的实施例中灯具AC控制输出单元的电路结构图； 图6是本发明提供的实施例中过零检测单元的电路结构图； 图7是本发明提供的实施例中电量检测单元的电路结构图； 图8是本发明提供的实施例中电磁监测单元的电路结构图。